輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型方法技術

本發明專利技術公布一種輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型方法，實現該方法的裝置包括入口段、過渡段、分流段、定型段，分流段內圓柱形流道先經過90度變形，變形后的分流段流道內中心設置有一橫截面為六邊形的分流柱，分流柱的末端連接定型段，定型段由上、下定型板和板間模腔組成，定型段內流道以中心為起點，膠料沿著六條等橫截面的流道擠出，流道口與六邊形邊相對，分流柱的橫截面積為圓柱形結構橫截面積的1/2，定型段外配合有分塊輪胎花紋面的預硫化裝置，本裝置克服了現有技術中短纖維膠料在輪胎活絡模具中硫化時短纖維運動方向發生改變造成取向度下降的技術問題，提高纖維增強胎面膠的徑向取向度，并提出了一種新的短纖維徑向取向的方法。

【技術實現步驟摘要】
輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型方法
本專利技術涉及纖維取向增強再制造輪胎胎面擠出成型預硫化一體裝置，特別是在此裝置中實現的輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型方法。
技術介紹
隨著汽車工業的飛速發展，我國的廢舊輪胎年產量也是全球最多。廢舊輪胎作為固體廢棄物，是一種“黑色污染”。如何清潔并高值化循環利用廢舊輪胎成為一項重大問題，當前，對廢舊輪胎進行循環利用主要有輪胎翻新、生產膠粉、生產再生膠、廢輪胎裂解等途徑。其中，輪胎翻新是廢舊輪胎循環利用的首選方式，具有最環保、最節省資源等優點，已成為發達國家通常采用的廢舊輪胎循環利用方式。通常每翻新一次，輪胎即可獲得相當于新胎60％～90％的使用壽命，耐磨、安全等性能也不影響其正常使用。在原材料和能源消耗方面，翻新輪胎分別為制造同規格新胎的15％～30％和20％～30％，而價格卻僅為20％～50％，經過大量的研究表明，短纖維增強橡膠復合材料是制備高性能翻新輪胎的理想材料之一。膠料中加入短纖維，并且使短纖維在膠料中適當取向，可使輪胎的滾動阻力明顯降低，據報道，對于轎車胎，滾動阻力降低5％～7％，可節省燃料1％；對于載重胎，滾動阻力降低2％～4％，可節省燃料1％。而在輪胎的各部件中，胎面產生的滾動阻力占據了總滾動阻力的49％。因此，有效降低胎面的滾動阻力，將對節約能源、減少排放產生重要的影響，這對石油資源日益匱乏的我國來說具有非常重大的意義；胎面的抗撕裂性、耐磨性、抗崩花掉塊性能提高，可使輪胎輕量化，并且還可使行駛噪音降低，提高了乘坐的舒適性，從而滿足廣大人民的消費需求以及符合國家節能、減排、環保的生產要求。CN101352927A公開一種短纖維增強橡膠復合材料徑向取向擠出成型方法，先將含有短纖維的橡膠熔融體在擠出機中進行擠出加工；在擠出機筒內的螺桿末端，橡膠被擠入軸向取向流道，利用膠料流動方向取向，在機頭的軸向取向流道內實現短纖維軸向方向取向；經過軸向取向后的膠料在擠出壓力作用下通過由收縮流道的厚度而形成的阻壩，利用橡膠擠出膨脹的特點，膠料中的短纖維在膠料通過阻壩后迅速膨脹的過程中發生翻滾而傾斜；膨脹后的膠料沿流道繼續流動，在流道的中間和邊緣部分因速度梯度使傾斜加劇，短纖維徑向取向增大，并進而實現徑向取向。CN101337435A公開一種短纖維增強橡膠復合材料徑向取向擠出成型裝置，其法蘭正面上制有八個螺紋孔，用八根雙頭螺桿和螺母將法蘭與過渡段、阻壩支撐板、定型板、機頭壓板按順序依次聯接在一起，法蘭正上方裝有溢膠閥，正下方鉆一螺紋孔以安裝壓力傳感器；阻壩支撐板中間放置一對阻壩調節塊，阻壩調節螺栓一端與阻壩調節塊固定，另一端通過螺紋連接與阻壩支撐板相聯，阻壩調節螺栓控制阻壩間隙；定型板中間放置一對定型調節塊來調節定型間隙，定型調節塊夾在阻壩支撐板與機頭壓板之間并由螺釘將其固定。CN102431145A公開一種輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型裝置，由機頭壓力調整螺栓、機頭壓力調整閥和濾膠板組成機頭入口段，由取向間隙調節塊、取向間隙調整螺釘、分流型塊和取向間隙支撐板組成徑向取向段，由定型間隙調整塊、定型間隙調整螺釘和定型間隙支撐板組成定型段；法蘭盤上均勻布置八個通孔，分別用八個螺栓將法蘭盤與擠出機機身固連，機頭入口段與法蘭盤相連并用加強筋板固定，在機頭入口段內制有加熱冷卻水循環通道，其入口端制有慮膠板，機頭壓力調節閥分別與機頭壓力調節螺栓和機頭入口段相聯。在上述專利技術專利中短纖維徑向取向的方法及原理都是利用橡膠擠出膨脹的特性，使胎面膠中的短纖維在膠料膨脹過程中沿著膨脹方向發生翻滾，呈現出傾斜的趨勢，最終使短纖維徑向取向；但是即使能夠使擠出膠料更好的徑向取向，但是現有技術中一般的擠出膠條若要要進行硫化，擠出機需通過管道連接輪胎活絡模具，擠出膠條經過輪胎活絡模具模套或上下模，慢慢充滿整個輪胎模具型腔，其膠料中的短纖維在輪胎活絡模具運動方向發生改變，其取向狀態發生改變，在實際生產中沒有任何意義，并不能應用于大規模工業生產，并且原有的徑向取向機頭對加工精度要求較大，制造成本較高。
技術實現思路
為了改變傳統的短纖維徑向取向的方法及原理，并克服現有技術中短纖維膠料在輪胎活絡模具中硫化時短纖維運動方向發生改變的技術問題，本專利技術提供了一種短纖維徑向取向增強環形胎面擠出成型預硫化一體裝置和在此裝置中實現的輪胎胎面膠中短纖維徑向取向的成型方法，該裝置包括入口段、過渡段、分流段、定型段，過渡段末端與分流段相連，分流段內圓柱形流道先經過90度變形，變形后的分流段流道內設置有一橫截面為六邊形的分流柱，分流柱固定在定型段中心，定型段通過六角螺柱與分流段連接，分流柱與定型段中心部分圓滑過渡，分流柱的末端連接定型段，定型段共有六個等截面流道，流道口與六邊形邊相對，分流柱的橫截面積為圓柱形結構橫截面積的1/2，定型板外配合有分塊輪胎花紋面的預硫化裝置，預硫化裝置與上定型板、下定型板嵌合；分流段內分流柱頂部為六棱錐，便于膠料被分流柱均勻引導至定型段各個流道內，過渡段末端與分流段相連，分流段內圓柱形流道先經過90度變形，由橫向擠出平滑過渡到縱向擠出，防止橡膠在擠出過程中因積料而產生膠燒現象。優選的是：所述一體裝置包括翻新胎面下模具、翻新胎面上模具和檔膠板，翻新胎面上模具分內外兩層，所述檔膠板嵌入翻新胎面上模具內外層之間，均布于定型段六個流道口延伸到翻新胎面的上模具內，翻新胎面上模具內層為六個流道，與定型段六個流道相連，檔膠板向下可將六個流道封閉，外層為環形預硫化胎面型腔，翻新胎面上、下模具合模時的型腔高度為上、下定型板之間型腔的高度的9/10，預硫化胎面最后可以分塊把胎面移出。優選的是：入口段為一法蘭，所述法蘭中心位置為膠料入口，膠料入口與過渡段的流道相通。優選的是：入口段為錐形結構，過渡段為圓柱形結構。優選的是：定型段內流道以中心為起點，膠料沿著六條等橫截面的流道擠出，每條流道中心的夾角為60度，上、下定型板之間型腔的高度為全充滿分流段流道直徑的1/4，此時，膠料從過渡段到定型段過渡時不會發生擠出膨脹現象，從而盡量使纖維方向保持一致。優選的是：過渡段在流道區域上裝有溫度傳感器和壓力傳感器,可以實時監控專利技術裝置內膠料的溫度和壓力。優選的是：過渡段上方設置連通流道的溢膠裝置，溢膠裝置包括溢膠閥和與之配合的調節螺栓。優選的是：入口段、過渡段、分流段上開設冷卻水孔。優選的是：定型段由上、下定型板和板間模腔組成。各部件之間的連接關系為法蘭與擠出機相連，入口段、過渡段和分流段進口和出口的相應位置開設螺紋孔，在分流段的水平一端的螺紋孔通過螺柱與法蘭連接,通過螺母擰緊。定型段上下兩部分分別開設螺紋孔，分流段的底部對應位置開盲孔，用內六角螺栓將分流段與定型段連接擰緊。該短纖維徑向取向增強環形胎面擠出成型預硫化一體裝置的工藝流程如下：1、將含有短纖維的再制造輪胎胎面膠加入冷喂料擠出機內，擠出機為XJW60-200，螺桿轉速設置為15轉/分鐘，通過螺桿的旋轉與剪切，實現再制造輪胎胎面膠料的擠出加工成型；2、通過調節溢膠閥螺栓調節機頭內壓力，使壓力維持在3-10MPa，以保證膠料質量及設備的正常安全工作；3、膠料經過渡段后在擠出壓力作用下進入分流段，擠出由水平方向變成豎直方向，由分流段進入定型段后經過分流段中心設置的固定在定型段中心的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型方法，其特征在于：包括以下步驟:(1)將含有短纖維的再制造輪胎胎面膠加入冷喂料擠出機內，擠出機為XJW60?200，螺桿轉速設置為15轉/分鐘，通過螺桿的旋轉與剪切，實現再制造輪胎胎面膠料的擠出加工成型；(2)通過調節溢膠閥螺栓調節機頭內壓力，使壓力維持在3?10MPa，以保證膠料質量及設備的正常安全工作；(3)膠料經過渡段后在擠出壓力作用下進入分流段，擠出由水平方向變成豎直方向，由分流段進入定型段后經過分流段中心設置的固定在定型段中心的連接定型段一橫截面為六邊形的分流柱，經過分流柱后膠料橫截面積為圓柱形結構橫截面積的1/2，由過渡段到定型段擠出由豎直方向再變回水平方向，膠料經過定型段六個流道口實現由中間向四周擠出；(4)膠料由中間向四周擠出后，最后充滿預硫化裝置，當膠料充滿壓實后，預硫化裝置上的壓力傳感器傳導到擠出機所連的升降機控制系統，升降機控制系統將擠出機沿豎直方向向上移動，此時將檔膠板向下移動，將環形膠料密封，并進行環形胎面膠的預硫化工序；(5)預硫化裝置控制系統控制預硫化裝置開模，形成預硫化短纖維徑向取向胎面膠。

【技術特征摘要】
1.輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型方法，其特征在于：包括以下步驟:(1)將含有短纖維的再制造輪胎胎面膠加入冷喂料擠出機內，擠出機為XJW60-200，螺桿轉速設置為15轉/分鐘，通過螺桿的旋轉與剪切，實現再制造輪胎胎面膠料的擠出加工成型；(2)通過調節溢膠閥螺栓調節機頭內壓力，使壓力維持在3-10MPa，以保證膠料質量及設備的正常安全工作；(3)膠料經過渡段后在擠出壓力作用下進入分流段，擠出由水平方向變成豎直方向，由分流段進入定型段后經過分流段中心設置的固定在定型段中心的連接定型段一橫截面為六邊形的分流柱，經過分流柱后膠料橫截面積為圓柱形結構橫截面積的1/2，由過渡段到定型段擠出由豎直方向再變回水平方向，膠料經過定型段六個流道口實現由中間向四周擠出；(4)膠料由中間向四周擠出后，最后充滿預硫化裝置，當膠料充滿壓實后，預硫化裝置上的壓力傳感器傳導到擠出機所連的升降機控制系統，升降機控制系統將擠出機沿豎直方向向上移動，此...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪傳生，邊慧光，田曉龍，李澤漢，沈波，李利，張德偉，李紹明，
申請(專利權)人：青島科技大學，
類型：發明
國別省市：山東,37